WO2008038531A1

WO2008038531A1 - Système, terminal et procédé de communications sans fil et station de base

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Publication number: WO2008038531A1
Application number: PCT/JP2007/067993
Authority: WO
Inventors: Hironobu Tanigawa; Yasuhiro Nakamura; Nobuaki Takamatsu
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2009-03-25
Also published as: JP2008079235A; CN101518142A; US20090305714A1

Description

明細書

無線通信システム、無線通信端末及び基地局並びに無線通信方法技術分野

[0001] 本発明は、無線通信システム、無線通信端末及び基地局並びに無線通信方法に関する。

本願 (ま、 2006年 9月 25曰 ίこ出願された特願 2006— 259075号 ίこ基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 従来、 PHS(Personal Handyphone System)における無線通信端末（以下 PHS端末と称す）は、アイドル状態、アクティブ状態など複数の状態を、基地局との通信状況に応じて遷移しつつ通信を行っている。ここで、アイドル状態とは、基地局とのコネクションが確立してレ、な!/、状態（待受状態）であり、アクティブ状態とは基地局とのコネクションが確立され、制御チャネル (CCH)を介して基地局から割り当てられたトラフィックチャネル (TCH)を無線接続してデータ通信を行っている状態を指す。なお、上記ァィドル状態には、ドーマント状態（基地局と PHS端末間の無線接続及びコネクションは切断されている力 PHS端末と公衆回線網のサーバ間のコネクションは維持されている状態）が含まれる。

[0003] PHS端末は、アイドル状態にお!/、て自端末の上位制御手段または基地局から通信要求（自端末の上位制御手段の場合は発信要求、基地局の場合は着信要求)を受けた場合、上り CCHを介してリンクチャネル (LCH)の割り当て要求を基地局に送信し、基地局はその応答として下り CCHを介して TCHの割り当て情報を PHS端末に送信する。そして、 PHS端末はアクティブ状態に遷移し、上記 TCHの割り当て情報が示す TCHを無線接続して基地局とのデータ通信を行う。

[0004] 一方、近年、従来の PHSが採用する TDMA(Time Division Multiple Access)/TDD( Time Division Duplex)方にカロえて、 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Mul tiple Access)方式を多元接続技術として採用する通信システム力 S、次世代のブロードバンド移動体通信システムとして注目されている。この OFDMA方式とは、直交関係（即ち、相関値力で互いに干渉し合わない）にあるサブキャリアを複数の端末で共有し、任意の複数のサブキャリアをサブチャネルとして位置づけ、任意の通信タイミング (TDMAを採用するシステムではこの通信タイミングはスロットなどに相当する）で各端末にサブチャネルを適応的に割り当てることにより多元接続を実現する技術であ

[0005] このような次世代のブロードバンド移動体通信システムでは、端末に割り当てられる QoS (Quality Of Service)のサービスクラスや、基地局と端末間の通信品質に応じた無線リソースの割り当てを行うことで無線リソースの利用効率向上、データスループットの最大化、高速大容量データ通信の実現を目指してレ、る。

非特許文献 1：「第二世代コードレス電話システム標準規格 RCR STD-28」社団法人電波産業界 (ARIB)

非特許文献 2：「WiMAX標準規格 802.16— 2004」 WiMAX FORUM

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかしながら、上述した従来の PHSと同様の LCHの割り当て（つまり TCHの割り当て）処理を次世代のブロードバンド移動体通信システムに採用した場合、以下のような問題が生ずる。

従来の PHSでは、基地局間での使用チャネルが重ならないよう自律分散制御を行うことにより、無線リソースの再利用、電波干渉の低減を図っている。これにより、基地局間及び基地局と PHS端末間における正確な同期制御が必要となるが、セル設計が容易となると共に、システムの拡大も容易になる等の利点がある。

[0007] このような従来の PHSでは、 CCHを全基地局及び全 PHS端末間で共有しているため、上記自律分散制御によって 1つの基地局が CCHを使用できるタイミングの周期が非常に長い（約 100ms)という特徴がある。すなわち、 LCHの割り当て処理を行う場合、まず PHS端末は、上り CCHを介して基地局に LCHの割り当て要求を送信する力基地局はその応答を PHS端末に返信するために、次の CCH (下り CCH)の使用タイミング (約 100ms後）まで待つ必要がある。

[0008] 上記のような長周期の CCHを用いて LCHの割り当て（つまり TCHの割り当て）処理を行った場合、無線リソースの割り当ても長周期化してしまい、その結果、次世代のブロードバンド移動体通信システムに望まれる無線リソースの利用効率向上の効果が低下するという問題が生ずる。

[0009] 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルのいずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信システムにおいて、無線リソースの利用効率の向上を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上記目的を達成するために、本発明は、複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルのいずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信システムであつて、前記無線通信端末は、自端末の上位制御手段または前記基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求するチャネル要求手段と、前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する状態制御手段とを備え、前記基地局は、前記無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルの!/、ずれかを前記無線通信端末専用の個別制御チヤネルとして割り当てるチャネル割当手段を備える無線通信システムを提供する。

[0011] 典型例として、前記チャネル割当手段は、データ通信用のトラフィックチャネルの割り当てを行い、前記個別制御チャネルを介して前記データ通信用のトラフィックチヤネルの割り当て情報を前記無線通信端末に送信する機能を有し、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!/、て自端末の上位制御手段または基地局からデータ通信要求を受けた場合、前記個別制御チャネルを介して得られたトラフィツクチャネルの割り当て情報が示すトラフィックチャネルを無線接続して前記基地局とのデータ通信を行うデータ通信状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0012] この場合、前記状態制御手段は、前記データ通信状態にぉレ、て、前記基地局とのデータ通信が終了した場合、前記個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御しても良い。

[0013] あるいは、前記状態制御手段は、前記データ通信状態にお!/、て、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記データ通信用のトラフィックチャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、待受状態に遷移するように自端末の状態を制御しても良い。

[0014] 好適例として、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局からのデータ通信要求がな!/、まま所定時間が経過した場合、前記基地局とのコネクションを維持したまま前記個別制御チャネルの無線接続を切断するスリープ状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0015] 別の好適例として、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!/ヽて、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記個別制御チャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、前記待受状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0016] 別の好適例として、前記チャネル要求手段は、前記基地局とのコネクションを確立していない待受状態、またはスリープ状態において、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合に、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求する。

[0017] 本発明はまた、複数のチャネルを共有し、基地局から前記チャネルのいずれかを適応的に割り当てられて通信を行う無線通信端末であって、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求するチャネル要求手段と、前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する状態制御手段とを備える無線通信端末を提供す

[0018] 典型例として、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!/、て自端末の上位制御手段または基地局からデータ通信要求を受けた場合、前記個別制御チャネルを介して得られたトラフィックチャネルの割り当て情報が示すトラフイツクチャネルを無線接続して前記基地局とのデータ通信を行うデータ通信状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0019] この場合、前記状態制御手段は、前記データ通信状態にぉレ、て、前記基地局とのデータ通信が終了した場合、前記個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御するようにしても良い。

[0020] あるいは、前記状態制御手段は、前記データ通信状態にお!/、て、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記データ通信用のトラフィックチャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、前記待受状態に遷移するように自端末の状態を制御するようにしても良い。

[0021] 好適例として、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局からのデータ通信要求がな!/、まま所定時間が経過した場合、前記基地局とのコネクションを維持したまま前記個別制御チャネルの無線接続を切断するスリープ状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0022] 別の好適例として、前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!/、て、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記個別制御チャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、前記待受状態に遷移するように自端末の状態を制御する。

[0023] 別の好適例として、前記チャネル要求手段は、前記基地局とのコネクションを確立していない待受状態、またはスリープ状態において、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合に、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求する。

[0024] 本発明はまた、上記無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルのいずれカ、を前記無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当てるチャネル割当手段を備える基地局を提供する。

[0025] 典型的には、前記チャネル割当手段は、前記トラフィックチャネルとしてデータ通信用のトラフィックチャネルを前記個別制御チャネルとして割り当てるものであり、該個別制御チャネルを介して前記データ通信用のトラフィックチャネルの割り当て情報を無線通信端末に送信する機能を有する。

[0026] 本発明はまた、複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルのいずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信方法であって、前記無線通信端末が、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求する第 1ステップと、前記基地局が、前記無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルのいずれかを前記無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当てる第 2ステップと、前記無線通信端末が、前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する第 3ステップとを有する無線通信方法を提供する。

発明の効果

[0027] 本発明によれば、複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルの!/、ずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信システムにおいて、トラフィックチヤネルのいずれかを無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当て、無線通信端末の状態として、個別制御チャネルを介して 1フレーム単位で基地局との制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態を設けることにより、非常に高速に無線リソースの割り当て制御を行うことができる。その結果、次世代のブロードバンド移動体通信システムに望まれる無線リソースの利用効率向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

[0028] [図 1]本発明の一実施形態における基地局 CSと無線通信端末 (端末) Tとを備える無線通信システムの構成ブロック図である。

[図 2]同実施形態における無線通信システムのサブチャネル及びスロットのスケジュ一リングを示す模式図である。

[図 3]同実施形態における無線通信部 2の詳細説明図である。

[図 4]同実施形態における無線通信端末 Tの状態遷移図である。

[図 5]本発明の一実施形態における無線通信端末 Tの状態遷移制御動作を示すフロ一チャートである。

符号の説明

[0029] CS…基地局、 Τ· · ·無線通信端末 (端末）、 1、 10· · ·制御部、 2、 11 · · ·無線通信部、 3 、 14· · ·記憶部、 la…通信品質判定部、 lb' QoS制御部、 lc…スケジューラ（チヤネル割当手段）、 12· · ·操作部、 13· · ·表示部、 10a…チャネル要求部（チャネル要求手段）、 10b…状態制御部（状態制御手段）、 Ν· · ·公衆回線網発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。図 1は、本実施形態における無線通信システム、基地局、及び無線通信端末の要部構成を示すブロック図である。図 1に示す通り、本実施形態における無線通信システムは、基地局 CSと無線通信端末 Tとを備えて!/ヽる。

[0031] なお、基地局 CSは、例えば一定の距離間隔で複数設けられている力図 1では図示の簡略化のために 1つの基地局 CSのみを図示し、また、基地局 CSは複数の無線通信端末 τと無線通信を行うものである力 s、図 1では 1つの無線通信端末 Tを図示する。また、以下の説明では、本実施形態における無線通信システム力 s、時分割多重接続方式 (TDMA)、時分割複信方式 (TDD)に加えて直交周波数分割多重接続方式 (OFDMA)を多元接続技術として採用するものとする。なお、以下では無線通信端末 Tを端末 Tと称す。

[0032] 図 1に示すように、基地局 CSは、制御部 1、無線通信部 2及び記憶部 3を備えており、制御部 1は、その機能要素として通信品質判定部 la、 QoS制御部 lb及びスケジユーラ lc (チャネル割当手段）を備えている。また、この基地局 CSは、公衆回線網 N と接続されており、当該公衆回線網 Nを介して他の基地局や公衆回線網 Nに接続されて!/、るサーバ等と通信可能である。

[0033] 基地局 CSにおいて、制御部 1は、記憶部 3に記憶されている基地局制御プロダラムゃ、無線通信部 2を介して取得した受信信号、公衆回線網 Nを介して取得した外部信号に基づいて本基地局 CSの全体動作を制御する。この制御部 1において、通信品質判定部 laは、無線通信部 2を介して取得した受信信号の SNR(Signal to Nois e Ratio)または RSSI (Received Signal Strength Indicator)に基づいて、上り回泉の通信品質を判定し、当該判定結果をスケジューラ lcに出力する。

[0034] QoS制御部 lbは、上位層プロトコルで動作するアプリケーションや通信接続される端末 Tのユーザ優先度に基づいて、端末 Tにサービスクラスを割り当て、当該サービスクラスに応じた無線リソースの割り当てや、通信タイミングの割り当てを行うようにスケジユーラ lcに要求する。なお、詳細は後述する力上記無線リソースは、 OFDMA サブチャネル（以下単にサブチャネルと称す）単位で割り当てられ、通信タイミングは、 TDMAスロット（以下単にスロットと称す）単位で割り当てられる。

[0035] スケジューラ lcは、通信接続される端末 Tに割り当てられたサービスクラスや、基地局 CSと端末 T間のパケットの待ち行列の状態、上記通信品質判定部 laの判定結果 (つまり上り回線の通信品質）に基づいて、端末 Tに対するサブチャネル及びスロットの割り当てに関するスケジューリングを行う。また、このスケジューラ lcは、上り回線の通信品質に応じてパケットの符号化レートや変調方式の割り当てを行う。なお、スロットとしては、下り回線用スロット及び上り回線用スロットの両方がスケジューリングされる

〇

[0036] ここで、スケジューラ lcにおけるサブチャネル、下り回線用スロット及び上り回線用スロットのスケジューリングについて詳細に説明する。上述したように OFDMA方式では、直交関係にある複数のサブキャリアを複数端末 Tで共有し、任意の複数のサブキャリアを任意の通信タイミング (本実施形態では TDMAを採用するのでこの通信タイミングはスロットとなる）で各端末 Tに適応的に割り当て、サブチャネルとして位置づけることにより多元接続を実現する技術である。図 2に、このようなサブチャネルと TDM Aスロットとの関係を示す。なお、図 2において縦軸は周波数、横軸は時間を示している。

[0037] この図 2に示すように、 1つの周波数チャネルにおいて、あるサブチャネルを複数の端末 Tが共通に参照する制御チャネル (CCH)として使用し、残りのサブチャネルをトラフィックチャネル (TCH)として使用する。そして、従来の PHS (OFDMAを使用しない PHS)と同様に、 1フレーム当たり TDMAスロットは下り回線用及び上り回線用ともに 4スロットずつ設けられ、また TDDを採用しているので下り回線用及び上り回線用ともに対称にサブチャネルが使用される。

[0038] 本実施形態では、上記の TCHの内、いずれかを端末 T専用の個別制御チャネル（以下アンカーサブチャネル: ASCHと称す）として割り当てる。また、本実施形態では、データ通信用に割り当てられる TCHをェクストラサブチャネル (ESCH)と称する。つまり、本実施形態における CCHは、従来の PHSと同様に、全基地局及び全端末間で共有されており、 1つの基地局 CSが CCHを使用できるタイミングの周期は非常に長い（約 100ms)力本実施形態における ASCHは TCHの中から割り当てるので、 1フレーム周期（5ms)毎に使用することができる。以下では、図 2のようなサブチヤネルのスケジュール情報を MAPと称す。

[0039] なお、上記 CCHは、従来 PHSと同様に、 LCHの割り当て要求及び応答、端末丁への着信要求、同期制御情報、システムの報知情報等の通信に使用され、一方、上記

ASCHは ESCHの割り当て情報の通信に使用される。

[0040] 制御部 1は、上記のようなスケジューラ lcによるスケジューリングに基づいて、 ASC

H及び ESCHや、変調方式、符号化レートの割り当て情報を無線通信部 2を介して端末 Tに送信し、また、上記スケジューリングによって決定された変調方式、符号化レートにて変調、誤り訂正符号化を行うように無線通信部 2を制御する。

[0041] 無線通信部 2は、制御部 1による制御の下、制御部 1から出力される制御信号またはデータ信号の誤り訂正符号化、変調及び OFDMAによる多重化を行い、多重化信号 (OFDMA信号)を RF周波数帯に周波数変換した後、送信信号として端末丁に送信する。

[0042] より具体的に説明すると、図 3に示すように無線通信部 2の送信機側は、誤り訂正符号化部 2a、インタリーバ 2b、シリアルパラレル変換部 2c、複数のデジタル変調部 2 d、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)部 2e、 GI(Guard Interval)付カロ部 2f、及び送信部 2gを備えている。

[0043] 誤り訂正符号化部 2aは、例えば FEC (Forward Error Correction)エンコーダであり、上記スケジューラ lcによって割り当てられた符号化レートに基づいて、制御部 1から入力される制御信号またはデータ信号のビット列に冗長情報である誤り訂正符号を付加し、インタリーバ 2bに出力する。インタリーバ 2bは、上記誤り訂正符号化部 2aによって誤り訂正符号が付加されたビット列にインタリーブ処理を施す。シリアルパラレル変換部 2cは、上記インタリーブ処理後のビット列を、スケジューラ lcによって割り当てられた ASCHまたは ESCHに含まれるサブキャリア毎にビット単位で分割してデジタル変調部 2dに出力する。

[0044] デジタル変調部 2dは、サブキャリアと同数設けられており、各サブキャリア毎に分割されたビットデータを、当該ビットデータに対応するサブキャリアを用いてデジタル変調し、変調信号を IFFT部 2eに出力する。なお、各デジタル変調部 2dは、上記スケジユーラ lcによって割り当てられた変調方式、例えば BPSK (Binary Phase Shift eyi ng)、 QPSK(QuadraturePhase Shift Keyingノ、 16 AM (Quadrature Amplitude Mod ulation)、 64Q AM等を用いてデジタル変調を行う。

[0045] IFFT部 2eは、各デジタル変調部 2dから入力される変調信号を逆フーリエ変換して直交多重化することにより OFDMA信号を生成し、当該 OFDMA信号を GI付加部 2 fに出力する。

GI付加部 2fは、上記 IFFT部 2eから入力される OFDMA信号にガードインターバル (GI)を付加して送信部 2gに出力する。

送信部 2gは、上記 GI付加部 2fから入力される OFDMA信号を RF周波数帯に周波数変換し、送信信号として端末 Tに送信する。

[0046] 一方、図示は省略するが無線通信部 2の受信機側は、上記送信機側と逆動作を行う構成要素を備える。すなわち、無線通信部 2の受信機側は、端末 Tから受信した受信信号を IF周波数帯に周波数変換して受信 OFDMA信号を抽出し、当該受信 OF DMA信号からガードインターバルを除去し、 FFT処理、デジタル復調、パラレルシリアル変換処理、ディンタリーバ処理及び誤り訂正復号処理することでビット列を再構築し、制御部 1に出力する。

[0047] 図 1に戻って説明すると、記憶部 3は、上記制御部 1で使用される基地局制御プログラムやその他各種データを記憶すると共に、制御部 1におけるフロー制御や再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。

[0048] 次に、端末 Tの構成について説明する。図 1に示すように、端末 Tは、制御部 10、無線通信部 11、操作部 12、表示部 13、及び記憶部 14を備えている。また、制御部 10は、その機能要素としてチャネル要求部（チャネル要求手段） 10a及び状態制御部（状態制御手段） 10bを備えて!/、る。

[0049] 端末 Tにお!/、て、制御部 10は、記憶部 13に記憶されて!/、る端末制御プログラムや無線通信部 11を介して取得した受信信号、操作部 12から入力される操作信号に基づいて、本端末 Tの全体動作を制御する。この制御部 10において、チャネル要求部 10aは、自端末の上位制御手段（例えば制御部 10にお!/、て動作する上位層プロトコルのアプリケーション)または基地局 CSから通信要求を受けた場合、基地局 CSに A SCHの割り当てを要求するための ASCH割当要求信号を生成し、当該 ASCH割当要求信号を無線通信部 11を介して基地局 CSに送信する。

[0050] 状態制御部 10bは、端末 Tの状態遷移を制御する。具体的には、図 4の状態遷移図に示すように、この端末 Tは、アイドル状態 (待受状態）、パーチ (Perch)状態 (個別制御チャネル接続状態）、アクティブ状態（データ通信状態）、及びスリープ状態の 4 つの状態を有しており、上記状態制御部 10bは、無線通信部 11を介して取得した受信信号、操作部 12から入力される操作信号に基づいて、上記 4つの状態遷移を制御する。

[0051] ここで、上記アイドル状態とは、従来の PHSと同様に、基地局 CSとのコネクションが確立して!/、な!/、状態（ドーマント状態も含む）である。

パーチ状態とは、基地局 CSとのコネクションが確立されており、 ASCHを無線接続している状態である。言い換えると、パーチ状態とは、 ASCHを介して 1フレーム単位で基地局 CSとの制御情報（つまり ESCHの割り当て情報を含む）の送受信が可能な状態である。

アクティブ状態とは、基地局 CSとのコネクションが確立されており、 ESCHを無線接続してデータ通信を行って!/、る状態である。

また、スリープ状態とは基地局 CSとのコネクションを維持したまま、 ASCHの無泉接続を切断した状態を指す。

なお、この状態制御部 10bにおける状態遷移の制御動作に関する詳細は後述する

[0052] 図 1に戻って説明すると、無線通信部 11は、制御部 10による制御の下、制御部 10 から出力される制御信号またはデータ信号の誤り訂正符号化、変調及び OFDMA による多重化を行い、多重化信号 (OFDMA信号)を RF周波数帯に周波数変換した後、送信信号として基地局 CSに送信する。なお、無線通信部 11にて使用するサブチャネル、変調方式、符号化レートは、基地局 CS (具体的にはスケジューラ lc)によって割り当てられたものである。なお、この無線通信部 11の送信機側及び受信機側の構成は、上記基地局 CSにおける無線通信部 2と同様であるので説明を省略す [0053] 操作部 12は、電源キー、各種ファンクションキー、テンキー等の操作キーから構成されており、これら操作キーによる操作入力に基づいた操作信号を制御部 10に出力する。

表示部 13は、例えば液晶モニタまたは有機 ELモニタ等であり、制御部 10から入力される表示信号に基づ!/、て所定の画像を表示する。

記憶部 14は、上記制御部 10で使用される端末制御プログラムや各種データを記憶すると共に、再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。

[0054] 次に、上記のように構成された本無線通信システムにおける基地局 CSと端末 T間の通信動作、主に端末 Tの状態遷移制御動作について図 5のフローチャートを用いて説明する。

[0055] まず、端末 Tの状態制御部 10bは、操作部 12から電源 ONを示す操作信号が入力されると、自端末の電源投入を行い (ステップ S l)、自端末の状態をアイドル状態に遷移させる（ステップ S2)。このアイドル状態において、状態制御部 10bは、無線通信部 11を介して、基地局 CSから送信される下り回線の CCHに含まれる着信応答要求を監視すると共に、自端末の上位アプリケーション（上位層プロトコルで動作するアブリケーシヨン)からの発信要求を監視し、着信または発信を行うか否かを判断する (ステツプ S3)。

[0056] 上記ステップ S3において、着信または発信を行わないと判断した場合、つまり着信応答要求または発信要求がない場合（「No」）、状態制御部 10bは、ステップ S2の処理に戻り、アイドル状態を継続する。一方、ステップ S3において、着信または発信を行うと判断した場合、つまり着信応答要求または発信要求があった場合（「Yes」）、状態制御部 10bは、無線通信部 11を介して、基地局 CSとの同期化に関する制御信号の送受信や各種パラメータの交換 (ネゴシエーション）等を行い、基地局 CSとのコネクシヨンを確立する（ステップ S4)。

[0057] 上記のように基地局 CSとのコネクションが確立すると、状態制御部 10bは、無線通信部 11を介し、上り回線の CCHを使用して LCH割当要求信号を基地局 CSに送信する（ステップ S5)。一方、基地局 CSの制御部 1は、無線通信部 2を介して上記 LCH 割当要求信号を受信すると、スケジューラ lcに端末 Tに対する ASCHの割り当てを行うよう指示する。スケジューラ lcは、基地局での上りキャリアセンスに基づいて、端末 Tに対する ASCHの割り当てを行った後、下り回線の CCHを使用し、無線通信部 2を介して上記 ASCHの割り当て情報を端末 Tに送信する。

[0058] そして、端末 Tの状態制御部 10bは、無線通信部 11を介して、上記 ASCHの割り当て情報を受信すると (ステップ S6)、無線通信部 11を制御して基地局 CSから割り当てられた ASCHの無線接続を行うことで自端末の状態をパーチ状態に遷移させる (ステップ S 7)。また、状態制御部 10bは、パーチ状態に遷移した時点で、スリープ状態に遷移するタイミングの基準となるスリープタイマーのカウントを開始する。

[0059] このようなパーチ状態において、状態制御部 10bは、基地局 CSまたは自端末の上位アプリケーションからの要求に応じてデータ通信を行うか否かを判断し (ステップ S 8)、データ通信を行う場合（「Yes」）、 ASCHに含まれる ESCHの割り当て情報に基づレ、て、 ESCHの無線接続を行うことで自端末の状態をアクティブ状態に遷移させる (ステップ S9)。なお、上記 ESCHの割り当て情報は、自端末の上位アプリケーション力要求されるデータ量、または基地局 CSが公衆回線網 Nから受け取ったデータ量が検出できた時点で、スケジューラ lcによって作成される。

[0060] 上記のアクティブ状態では、 ESCHを使用して端末 Tと基地局 CS間でのランダムァクセスによるデータ通信が行われる。このようなアクティブ状態において、状態制御部 10bは、基地局 CSまたは自端末の上位アプリケーションからの要求に応じて切断要求があるか否かを判断し (ステップ S 10)、切断要求があった場合（「Yes」）、無線通信部 11を介して、 ESCHの無線接続の切断及び基地局 CSとのコネクションの切断処理を行って、自端末の状態をアイドル状態 (ステップ S2)に遷移させる。

[0061] 一方、上記ステップ S 10において、切断要求がなかった場合（「No」）、状態制御部

10bは、ランダムアクセスによるデータ通信が終了か否かを判断し (ステップ S 11)、上記ランダムアクセスによるデータ通信が終了ではない場合（「No」）、状態制御部 10 bは、ステップ S9に戻りランダムアクセスによるデータ通信を継続する。

一方、上記ステップ S 11において、ランダムアクセスによるデータ通信が終了の場合（「Yes」）、状態制御部 10bは、ステップ S7、つまりパーチ状態に自端末の状態を遷移させる。この時、スリープタイマーは初期状態にリセットされ、再カウントされる。

[0062] また、上記ステップ S 8にお!/、て、データ通信を行わな!/、場合（「No」 )、状態制御部

10bは、基地局 CSまたは自端末の上位アプリケーションからの要求に応じて切断要求があるか否かを判断し (ステップ S 12)、切断要求があった場合（「Yes」）、無線通信部 11を制御して、 ASCHの無線接続の切断及び基地局 CSとのコネクションの切断処理を行って、自端末の状態をアイドル状態（ステップ S2)に遷移させる。

[0063] 一方、上記ステップ S12において、切断要求がなかった場合（「No」）、状態制御部

10bは、スリープタイマーをカウントダウンし（ステップ S13)、スリープタイマーが満了した力、 (例えばカウントダウンによりスリープタイマーが「0」になった力、)否かを判断する（ステップ S 14)。

[0064] 上記ステップ S 14において、スリープタイマーが満了していない場合（「No」）、状態制御部 10bはステップ S8の処理に戻り、一方、スリープタイマーが満了した場合（「Yes」 )、状態制御部 10bは、無線通信部 11を制御して、 ASCHの無線接続を切断し、基地局 CSとのコネクションは維持することにより、自端末の状態をスリープ状態に遷移させる（ステップ S 15)。

[0065] 上記のスリープ状態において、状態制御部 10bは、基地局 CSまたは自端末の上位アプリケーションからの要求に応じて無線接続要求があるか否かを判断し (ステツプ S 16)、無線接続要求があった場合（「Yes」）、ステップ S 5の処理に戻り、一方、無線接続要求がなかった場合（「No」）、ステップ SI 5に戻りスリープ状態を維持する。

[0066] 以上のように本実施形態によれば、トラフィックチャネルの内のいずれかを端末 T専用の個別制御チャネル (ASCH)として割り当て、当該 ASCHを介して 1フレーム（5 ms)単位で基地局 CSとの制御信号 (つまり ESCHの割り当て情報）の送受信が可能なパーチ状態を設けることにより、従来のように長周期（約 100ms)の CCHを使用する場合と比較して、非常に高速に無線リソースの割り当て制御を行うことができる。その結果、次世代のブロードバンド移動体通信システムに望まれるランダムアクセスによる無線リソースの利用効率向上を図ることができる。

[0067] また、パーチ状態において、データ通信が行われずに所定時間経過した場合、スリープ状態に遷移させて ASCHを開放 (切断)することにより、無線リソースの利用効率向上に寄与することができる。さらに、 ASCHを開放することにより、無線リソースの利用効率向上の他、端末 Tの消費電力を抑える効果が期待される。

[0068] なお、上記実施形態では、個別制御チャネル (ASCH)を使用して ESCHの割り当て情報を送受信した力これに限らず、その他の制御情報を上記個別制御チャネルを使用して送受信しても良い。

[0069] また、上記実施形態では、無線通信システムとして、時分割多重接続 (TDMA)、時分割複信 (TDD)に加えて直交周波数分割多重接続（OFDMA)を多元接続技術として採用した次世代のブロードバンド移動体通信システムを例示して説明したが、本無線通信システムはこれに限定されず、複数のチャネルをシステム内で共有し、そのチャネルの内いずれかを適応的に無線通信端末に割り当てる無線通信システムであれば適用可能である。

産業上の利用可能性

[0070] 本発明によれば、複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルの!/、ずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信システムにおいて、トラフィックチヤネルのいずれかを無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当て、無線通信端末の状態として、個別制御チャネルを介して 1フレーム単位で基地局との制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態を設けることにより、非常に高速に無線リソースの割り当て制御を行うことができる。その結果、次世代のブロードバンド移動体通信システムに望まれる無線リソースの利用効率向上を図ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルのいずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信システムであって、

前記無線通信端末は、

自端末の上位制御手段または前記基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求するチャネル要求手段と、

前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する状態制御手段と、を備え、

前記基地局は、前記無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルのいずれ力、を前記無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当てるチャネル割当手段を備えることを特徴とする無線通信システム。

[2] 前記チャネル割当手段は、データ通信用のトラフィックチャネルの割り当てを行い、前記個別制御チャネルを介して前記データ通信用のトラフィックチャネルの割り当て情報を前記無線通信端末に送信する機能を有し、

前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!、て自端末の上位制御手段または基地局からデータ通信要求を受けた場合、前記個別制御チャネルを接続して前記基地局とのデータ通信を行うデータ通信状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 1記載の無線通信システム。

[3] 前記状態制御手段は、前記データ通信状態において、前記基地局とのデータ通信が終了した場合、前記個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 2記載の無線通信システム。

[4] 前記状態制御手段は、前記データ通信状態において、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記データ通信用のトラフィックチャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、待受状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 2に記載の無線通信システム。

[5] 前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局からのデータ通信要求がないまま所定時間が経過した場合、前記基地局とのコネクションを維持したまま前記個別制御チャネルの無線接続を切断するスリープ状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[6] 前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記個別制御チャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、待受状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[7] 前記チャネル要求手段は、前記基地局とのコネクションを確立して!/、な!/、待受状態、またはスリープ状態において、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合に、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求することを特徴とする請求項 1に記載の無線通信システム。

[8] 複数のチャネルを共有し、基地局から前記チャネルのいずれかを適応的に割り当てられて通信を行う無線通信端末であって、

自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求するチャネル要求手段と、

前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する状態制御手段と

を備えることを特徴とする無線通信端末。

[9] 前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態にお!/、て自端末の上位制御手段または基地局からデータ通信要求を受けた場合、前記個別制御チャネルを接続して前記基地局とのデータ通信を行うデータ通信状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 8記載の無線通信端末。

[10] 前記状態制御手段は、前記データ通信状態において、前記基地局とのデータ通信が終了した場合、前記個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 9記載の無線通信端末。

[11] 前記状態制御手段は、前記データ通信状態において、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記データ通信用のトラフィックチャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、待受状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 9に記載の無線通信端末。

[12] 前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局からのデータ通信要求がないまま所定時間が経過した場合、前記基地局とのコネクションを維持したまま前記個別制御チャネルの無線接続を切断するスリープ状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 8に記載の無線通信端末。

[13] 前記状態制御手段は、前記個別制御チャネル接続状態において、自端末の上位制御手段または基地局から切断要求があった場合に、前記個別制御チャネルの無線接続及び前記基地局とのコネクションを切断して、待受状態に遷移するように自端末の状態を制御することを特徴とする請求項 8に記載の無線通信端末。

[14] 前記チャネル要求手段は、前記基地局とのコネクションを確立して!/、な!/、待受状態、または前記スリープ状態において、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合に、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求することを特徴とする請求項 8に記載の無線通信端末。

[15] 請求項 8記載の無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルのいずれかを前記無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当てるチャネル割当手段を備えることを特徴とする基地局。

[16] 前記チャネル割当手段は、前記トラフィックチャネルとしてデータ通信用のトラフイツクチャネルを前記個別制御チャネルとして割り当てるものであり、該個別制御チヤネルを介して前記データ通信用のトラフィックチャネルの割り当て情報を無線通信端末に送信する機能を有することを特徴とする請求項 15記載の基地局。

[17] 複数のチャネルを共有し、基地局が前記チャネルのいずれかを無線通信端末に適応的に割り当てる無線通信方法であって、

前記無線通信端末が、自端末の上位制御手段または基地局から通信要求を受けた場合、前記基地局に個別制御チャネルの割り当てを要求する第 1ステップと、前記基地局が、前記無線通信端末からの要求に応じて、トラフィックチャネルのいずれ力、を前記無線通信端末専用の個別制御チャネルとして割り当てる第 2ステップと前記無線通信端末が、前記基地局から割り当てられた前記個別制御チャネルを無線接続して制御情報の送受信を行う個別制御チャネル接続状態に遷移するように自端末の状態を制御する第 3ステップと

を有することを特徴とする無線通信方法。